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汽车发动机动力不足故障诊断与维修篇一

第二十讲

第六章 柴油机电控系统(1/2)

【课 题】 §6-1柴油机电控系统概述

§6-2柴油机电控系统的组成及工作原理 【课程性质】 理论课

【授课对象】 汽车检测与维修专业 【巩固上讲内容】 汽车电路识别

【教学目的与要求】 掌握柴油机的三代电控燃油喷射系统的划分方法

掌握柴油机电控系统是如何实现喷油过程

【教学重点】 柴油机电控系统喷油过程

【课时分布】 巩固上讲内容 5分钟

【作 业】如何检查燃油系统的油压？ 【教学过程】

§6-1柴油机电控系统概述

一、柴油机电控技术的发展

柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。

柴油机电控技术发展的三个阶段：位置控制、时间控制、时间—压力控制（压力控制）第二代柴油机电控燃油喷射系统（高压电控喷油系统）

行“时间－压力控制”或“压力控制”。

特点：通过设置传感器、电控单元、高速电磁阀和相关电/液控制执行元件等，组成数字式高频调节系统，有电磁阀的通、断电时刻和通、断电时间控制喷油泵的供油量和供油正时。但供油压力还无法独立控制。

二、柴油机电控燃油喷射系统的优点

1、改善低温起动性。

2、降低氮氧化物和烟度的排放。

3、提高发动机运转稳定性。

5、控制涡轮增压。

6、适应性广。

三、柴油机电控系统的功能

1、燃油喷射控制（1）供（喷）油量控制（2）供（喷）油正时控制

2、怠速控制

（1）怠速转速的控制（2）各缸均匀性的控制

4、增压控制

5、排放控制

6、起动控制

7、巡航控制

9、柴油机与自动变速器的综合控制

§6-2柴油机电控系统的组成及工作原理

一、柴油机电控燃油喷射系统的组成

柴油机电控燃油喷射系统除了控制喷油量外，对喷油正时和喷油的压力都有很高的要求。（柴油机电控燃油喷射系统的喷油压力较高约为19.6mpa）

各种柴油电控系统的区别在于控制功能、传感器的数量和类型、执行元件的类型、ｅｃｕ控制软件、主要电控元件的结构原理和安装位置，但基本组成与其他电子控制系统一致，也是由传感器、ｅｃｕ、执行元件三部分组成。

1、传感器

2、柴油机控制ｅｃｕ

根据各传感器输入信号和内存程序，计算出供（喷）油量和供（喷）油开始时刻，并向执行元件发出执令信号。

3、执行元件

执行ｅｃｕ的指令，调节柴油机的供（喷）油量和供（喷）油正时。

二、位置控制方式

第一代柴油机电控燃油喷射系统主要以电控直列柱塞泵或电控转子分配泵为特征。

1、直列柱塞泵的供油量控制

“位置控制”的直列柱塞泵供油量控制装置一般采用占空比控制型电磁阀（简称占空比电磁阀）式或直流电动机式电子调速器。

2、转子分配泵的供油量控制

位置控制系统不仅保留了传统的泵－管－嘴系统，还保留了原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械传动机构，只是对齿条或者滑套的运动位置予以电子控制。

三、时间控制方式

供油量的“位置控制”特点是用模拟量来控制执行元件工作，通过对喷油泵油量控制机构的定位来得到所需的供油量。不论采用何种类型的电子调速器，总是需要由部分机械装置来完成对喷油泵供油量的调节，也会降低控制精度和响应速度。所以继供油量“位置控制”之后出现了“时间控制”。

1、转子分配泵的供油量控制

在回油通道中安装一个有ｅｃｕ控制的高速电磁阀来控制回油通道的开闭，也就实现供油量的“时间控制”。“时间控制”的转子分配泵取消了油量控制滑套和泵油柱塞上的回油槽（或孔）。

2、ｐ－ｔ喷油器的供油量控制

取消了原ｐ－ｔ燃油系统中结构复杂的调速器和喷油器中的计量装置，使燃油供给系统大为简化。

时间控制系统是用高速强力电磁阀直接控制高压燃油，一般情况下，电磁阀关闭，开始喷油；电磁阀打开，喷油结束。喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于电磁阀关闭的持续时间。传统喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽和提前期等全部取消，对喷射定时和喷射油量控制的自由度更大。

日本zexel公司的model-1电控分配泵，美国detroit公司的ddec电控泵喷嘴、德国bosch公司的eup13电控单体泵都属于时间控制系统。我国专家欧阳明高和丹麦sorenson研制的“泵－管－阀－嘴（pump/pipe/valve/injector－ppvi）”电控燃油喷射系统也属于第二代电控喷射系统。

四、时间－压力控制方式

第二代柴油机电控燃油喷射系统中最典型的是电控共轨式燃油喷射系统。在电控共轨式燃油喷射系统中，对喷油量的控制采用“时间－压力控制”或“压力控制”，用得最多的是“时间－压力控制”方式。

在该系统中，ｅｃｕ控制供油压力调节阀使喷油器的喷油压差保持不变，再通过控制三通电磁阀工作实现喷油量和喷油正时的控制。电磁阀通电开始时刻决定了喷油的开始时刻，其通电时间决定喷油量。

五、压力控制方式

在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中，为降低对供油压力的要求，喷油量的控制采用控制喷油压力的方法实现，即喷油量的“压力控制”方式。

喷油器喷孔尺寸一定，喷油时间一定，控制喷油压力即可控制喷油量；而在增压活塞和柱塞尺寸北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第5页 总9页 一定时，喷油压力（即增压压力）取决于共轨中的油压，共轨中的油压是由ｅｃｕ根据各种传感器信号通过燃油压力调节阀来控制的，所以将此种喷油量控制方式称为“压力控制”方式。在系统中，ｅｃｕ根据实际的共轨压力信号对共轨压力进行闭环控制。

第三代 共轨电控喷射系统

共轨式电控喷射系统改变了传统的柱塞泵脉动供油的原理，通过油锤响应、液力增压、共轨蓄压或者高压共轨等形式形成高压。采用压力时间式燃油计量原理，用电磁阀控制喷射过程，可以实现对喷射油量和喷射定时的灵活控制。

高压共轨系统被世界内燃机行业公认为20世纪三大突破之一，将成为21世纪柴油机燃油系统的主流。德国bosch公司、日本denso公司和英国lucas公司都研制出了电控高压共轨系统，并开始小批量向市场供货。

德国戴姆勒·奔驰公司利用bosch公司的技术首先在世界范围内推出了采用新型高压共轨燃油喷射系统的4气门直喷式柴油机，并用于a、c级轿车上。日本hino公司利用denso公司的技术在新型k13c型柴油发动机和j系列柴油发动机上均采用了高压共轨系统，日本mitsubishi公司也利用denso公司的技术在重型柴油发动机上应用了高压共轨系统。

第三代 共轨电控喷射系统基本特点：

1、共轨腔内的高压直接用于喷射，可以省去喷油器内的增压机构；而且共轨腔内是持续高压，高压油泵所需的驱动力矩比传统油泵小得多。

2、通过高压油泵上的压力调节电磁阀，可以根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求对共轨腔内的油压进行灵活调节，尤其优化了发动机的低速性能。

高压共轨系统由五个部分组成，即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。供油泵从油箱将燃油泵入高压油泵的进油口，由发动机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内，再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油。

第三代共轨电控喷射系统——喷射系统

预喷射在主喷射之前，将小部分燃油喷入气缸，在缸内发生预混合或者部分燃烧，缩短主喷射的着火延迟期。这样缸内压力升高率和峰值压力都会下降，发动机工作比较缓和，同时缸内温度降低使得nox排放减小。预喷射还可以降低失火的可能性，改善高压共轨系统的冷起动性能。北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第6页 总9页 主喷射初期降低喷射速率，也可以减少着火延迟期内喷入气缸内的油量。提高主喷射中期的喷射速率，可以缩短喷射时间从而缩短缓燃期，使燃烧在发动机更有效的曲轴转角范围内完成，提高输出功率，减少燃油消耗，降低碳烟排放。主喷射末期快速断油可以减少不完全燃烧的燃油，降低烟度和碳氢排放。

北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第7页 总9页

第二十一讲

第六章 柴油机电控系统(2/2)

【教学目的与要求】掌握电动燃油的结构及工作原理

掌握电动燃油泵控制电路的检修

【课时分布】 巩固上讲内容 5分钟

【作 业】柴油机电控系统由哪些部分组成？ 【教学过程】

§6-3典型柴油机电控系统的结构及工作原理

传统柴油机供给系统中，都是采用机械离心式或液压式供油提前角自动调节器来控制喷油泵的供油正时，间接实现对喷油器喷油正时的调节。而在柴油机电控燃油喷射系统中，一般都是由ecu根据柴油机转速、负荷等传感器信号对供（喷）油正时进行控制。

在第二代柴油机电控燃油喷射系统和部分采用“时间控制”供（喷）油量的第一代柴油机电控燃油喷射系统中，取消了传统的供（喷）油提前角自动调节器，采用由ecu控制的高速电磁阀控制供（喷）油的开始时刻（即正时），并增加供（喷）油正时传感器，实现了供（喷）油正时的闭环控制。

一、转子分配泵供油正时电控系统

在第一代柴油机电控燃油喷射系统中，转子分配泵供油正时的控制通常是在原供油提前角自动调节器活塞两侧油腔之间增加一条液压通道，并由ecu通过电磁阀控制该液压通道来实现。ecu主要根据柴油机转速和负荷传感器信号确定基本供油提前角，再根据冷却液温度等传感器信号进行修正，并通过电磁阀控制正时活塞左右两侧油腔内的燃油压力差，以改变正时活塞的位置；正时活塞左右移动北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第8页 总9页 时，通过传动销带动转子分配泵内的滚轮架转动，从而改变喷油泵的供油正时。

正时传感器（正时活塞位置传感器）为差动电感式。传感器铁心随正时活塞移动，传感器线圈内产生与活塞位置成正比的电压（自感电动势）信号,ecu根据此传感器信号对喷油泵供油正时进行闭环控制。

一、本电装公司ｅｃｄ－ｖ1系统

日本丰田公司柴油轿车最早装用的就是由日本电装公司开发的ecd－v1系统，该系统是在转子分配式喷油泵的基础上，加装电子控制装置而形成的。主要传感器包括：发动机转速传感器、加速踏板位置传感器、滑套位置传感器、正时活塞位置传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、冷却液温度传感器、车速传感器、空档开关、起动开关、空调开关等。

ecd—v1系统的控制功能包括：燃油喷射控制、进气节流控制、预热塞控制、自诊断和安全保护功能等。

二、本电装公司ｅｃｄ－ｖ3系统

日本电装公司开发的ecd—v3系统也是在转子分配式喷油泵基础上，增加电子控制装置形成的柴油机电控燃油喷射系统。与ecd—v1系统相比，主要是喷油量控制方法不同，ecd—v3系统是通过控制喷油时间来实现对喷油量控制的，即ecu在确定喷油器的喷油开始时刻后，再通过回油控制电磁阀来控制柱塞泵回油的时刻（即停止喷油的时刻），以此来控制喷油量；为控制喷油时间，在转子分配式喷油泵内增设了泵角传感器。泵角传感器采用电磁感应式，向ecu提供喷油泵凸轮轴位置和转角信号。

此外，ecd—v3系统装用光电式着火正时传感器，对喷油正时实施反馈控制。发动机转速传感器安装在曲轴上。

三、本五十铃公司ｉ－ｔｅｃ系统

五十铃公司ｉ—tec（全电子控制式）是在转子分配式喷油泵基础上，增加电子控制装置形成的全电子控制式柴油机电控燃油喷射系统。该系统的主要特点是：具有巡航控制功能，设有燃油温度传感器，不对喷油正时进行反馈控制。此外，加速踏板位置传感器采用差动电感式；进气节流（节气门）不受ecu控制。

四、直列柱塞泵电控系统

装用直流电动机式电子调速器的直列柱塞泵电控系统，用电子调速器取代原有的机械调速器，以实现对喷油量的控制；用正时控制器取代原有的机构离心式供油提前角自动调节器，来对喷油正时进行控制；并设有油量调节拉杆（或齿条）位置传感器和正时传感器，对喷油量和喷油正时的控制均采用闭环控制方式。

五、美国caterpillar公司heui系统

该系统具有共轨式柴油机电控燃油喷射系统的基本组成和结构，属第二代电控共轨式燃油喷射系北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第9页 总9页 统。该系统的控制功能包括：燃油喷射控制、进气控制、起动控制、故障自诊断、失效保护和应急备用，同时还具有与其他控制系统进行数据传输的功能。heui系统的喷油量控制采用了“压力控制”方式，通过由传感器、ecu和执行元件等组成的控制系统，对循环喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力进行控制。

六、日本电装公司ｅｃｄ－ｕ２系统

该系统主要用于载重汽车装用的柴油机上，日本日野汽车公司、三菱汽

车公司和日产汽车公司生产的载重汽车柴油机多数采用ecd－ｕ２系统。该系统具有共轨式喷油系统的基本组成和结构，属于第二代柴油机电控燃油喷射系统，ecd－ｕ２系统的组成，由各种传感器、ecu、燃油压力控制阀和三通电磁阀等组成的控制系统，对喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力进行“时间压力控制”。

汽车发动机动力不足故障诊断与维修篇二

《发动机电控技术》 教学教案 第1页 总18页

第十四讲

第四章 汽油机辅助控制系统(1/4)

了解排放控制系统工作原理

【授课方法】 讲授法、多媒体教学法、现场教学法

【课时分布】 巩固上讲内容 5分钟

【作 业】如何检修氧传感器和活性碳罐？ 【教学内容】

影响最大的是混合气的浓度和排气温度。

只有在理论空燃比14.7附近，三元催化转化器的转化效率最佳，一般都装有氧传感器检测废气中的氧的浓度，氧传感器信号输送给ecu，用来对空燃比进行反馈控制。

《发动机电控技术》 教学教案 第2页 总18页

（1）氧化锆氧传感器

在敏感元件氧化锆的内外表面覆盖一层铂，外侧与大气相同。

主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成。

氧化锆氧传感器及其输出特性 a）结构 b）输出特性

日本丰田ls400轿车氧传感器控制电路。北京城市学院

《发动机电控技术》 教学教案 第3页 总18页

氧传感器控制电路

闭环控制，当实际空燃比比理论空燃比小时，氧传感器向ecu输入的高电压信号（0.75～0.9v）。此时ecu减小喷油量，空燃比增大。当空燃比增大到理论空燃比时，氧传感器输出电压信号将突变下降至0.1 v左右，ecu立即控制增加喷油量，空燃比减小。如此反复，就能将空燃比精确地控制在理论空燃比附近一个极小的范围内。

《发动机电控技术》 教学教案 第4页 总18页

第十五讲

第四章 汽油机辅助控制系统(2/4)

了解排放控制系统工作原理

【授课方法】 讲授法、多媒体教学法、现场教学法

【课时分布】 巩固上讲内容 5分钟

【作 业】如何检修氧传感器和活性碳罐？ 【教学内容】

§4-1汽油机排放控制系统及维修(2/2)

二、废气在循环控制系统（egr）1．egr控制系统功能

如图，主要由egr阀和egr电磁阀等组成。北京城市学院

《发动机电控技术》 教学教案 第5页 总18页

开环控制egr系统

原理：egr阀安装在废气再循环通道中，用以控制废气再循环量。egr电磁阀安装在通向egr真空通道中，ecu根据发动机冷却液温度、节气门开度、转速和起动等信号来控制电磁阀的通电或断电。ecu不给egr电磁阀通电时，控制egr阀的真空通道接通，egr阀开启，进行废气再循环；ecu给egr电磁阀通电时，控制egr阀的真空度通道被切断，egr阀关闭，停止废气在循环。

（1）一般检查：拆下egr阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空软管应无真空吸力；发动机温度达到正常工作温度后，怠速时检查结果应与冷机时相同，若转速提高到2500 r/min左右，拆下真空软管，发动机转速有明显提高。

（2）egr电磁阀的检查：冷态测量电磁阀电阻应为33～39ω。电磁阀不通电时，从进气管侧吹入空气应畅通，从滤网处吹应不通；接上蓄电池电压时，应相反。

《发动机电控技术》 教学教案 第6页 总18页

egr阀的检查

三、汽油蒸气排放（evap）控制系统 1．evap控制系统功能

如图，油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐上部，空气从碳罐下部进入清洗活性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制阀，排放控制阀内部的真空度由碳罐控制电磁阀控制。

evap控制系统

发动机工作时，ecu根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制碳罐电磁阀的开闭来控制排放控制阀上部的真空度，从而控制排放控制阀的开度。当排放控制阀打开时，燃油蒸气通过排放控制阀被吸入进气歧管。

《发动机电控技术》 教学教案 第7页 总18页

韩国现代轿车evap系统

3．evap控制系统的检测

（1）一般维护：检查管路有无破损或漏气，碳罐壳体有无裂纹，每行驶

20000㎞应更换活性碳罐底部的进气滤心。

（2）真空控制阀的检查：拆下真空控制阀，用手动真空泵由真空管接头给真空控制阀施加约5kpa真空度时，从活性碳罐侧孔吹入空气应畅通，不施加真空度时，吹入空气则不通。（3）电磁阀的检查：拆开电磁阀进气管一侧的软管，用手动用真空泵由软管接头给控制电磁阀施加一定的真空度，电磁阀不通电时应能保持真空度，若接蓄电池电压，真空度应释放。测量电磁阀两端子间电阻应为36～44ω。

《发动机电控技术》 教学教案 第8页 总18页

第十六讲

第四章 汽油机辅助控制系统(3/4)

了解汽油机进气电控系统的工作原理

【课时分布】 巩固上讲内容 5分钟

【作 业】如何检修可变气门正时和升程？ 【教学内容】

§4-2汽油机进气控制系统及维修

一、谐波增压控制系统（acis）

当气体高速流向进气门时，如进气门突然关闭，进气门附近气流流动突然停止，但由于惯性，进气管仍在进气，于是将进气门附近气体被压缩，压力上升。当气体的惯性过后，被压缩的气体开始膨胀，向进气气流相反方向流动，压力下降。膨胀气体的波传到进气管口时又被反射回来，形成压力波。

2．压力波的利用方法

《发动机电控技术》 教学教案 第9页 总18页

丰田皇冠车型2jz—ge发动机采用在进气管增设一个大容量的空气室和电控真空阀，以实现压力波传播路线长度的改变，从而兼顾低速和高速的进气增压效果。

系统工作原理如图，ecu根据转速信号控制电磁真空通道阀的开闭。低速时，电磁真空孔道阀电路不通，真空通道关闭，真空罐的真空度不能进入真空气室，受真空气室控制的进气增压控制阀处于关闭状态。此时进气管长度长，压力波长大，以适应低速区域形成气体动力增压效果。高速时，ecu接通电磁真空道阀的电路，真空通道打开，真空罐的真空度进入真空气室，吸动膜片，从而将进气增压控制阀打开，由于大容量空气室的参与，缩短了压力波的传播距离，使发动机在高速区域也得到较好的气体动力增压效果。

acis系统工作原理

1—喷油器2—过气道3—空气滤清器 4—过气室 5—涡流控制气门 6—进气控制阀 7—节气门 8—真空驱动器 维修时检查空气真空电磁阀的电阻为38.5～44.5ω。

二、动力阀控制系统

功用：根据发动机不同的负荷，改变进气流量去改善发动机的动力性能。

工作原理：受真空控制的动力阀在进气管上，控制进气管空气通道的大小。发动机小负荷运转时，受ecu控制的真空电磁阀关闭，真空室的真空度不能进入动力阀上部的真空室，动力阀关闭，进气通道变小，发动机输出小功率。当发动机负荷增大时，ecu根据转速、温度、空气流量信号将真空电磁阀电路接通，真空电磁阀打开，真空室的真空度进入动力阀，将动力阀打开，进气通道变大，发动机输出大的扭矩和功率。

维修时主要检查真空罐、真空气室、和真空管路有无漏气，真空电磁阀电路有无短路或断路。

三、可变配气相位控制系统（vtec）

1．对配气相位的要求

《发动机电控技术》 教学教案 第10页 总18页

2．vtec机构的组成

同一缸有主进气门和次进气门，主摇臂驱动主进气门，次摇臂驱动次进气门，中间摇臂在主次之间，不与任何气门直接接触。

vtec配气机构与普通配气机构相比较，主要区别是：凸轮轴上的凸轮较多，且升程不等，结构复杂。

3．vtec机构的工作原理

功能：根据发动机转速、负荷等变化来控制vtec机构工作，改变驱动同一气缸两进气门工作的凸轮，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工作和双进气门工作的切换。工作原理：发动机低速运转时，电磁阀不通电使油道关闭，此时，三个摇臂彼此分离，主凸轮通过摇臂驱动主进气门，中间凸轮驱动中间摇臂空摆；次凸轮的升程非常小，通过次摇臂驱动次进气门微量关闭。配气机构处于单进、双排气门工作状态，单进气门由主凸轮轴驱动。当发动机高速运转，电脑向vtec电磁阀供电，使电磁阀开启，来自润滑油道的机油压力作用在正时活塞一侧，此时两个活塞分别将主摇臂和次摇臂与中间摇臂接成一体，成为一个组合摇臂。此时，中间凸轮升程最大，组合摇臂受中间凸轮驱动，两个进气门同步工作。

发动机不工作时，拆下气门室罩，转动曲轴分别使各缸处于压缩上止点位置，用手按压中间摇臂，应能与主摇臂和次摇臂分离单独运动。

在使用中，本田车系若有故障21，说明vtec电磁阀或电路有故障，按以下进行检查： ①清除故障码，在重新调取故障码。

②关闭点火开关，拆开vtec电磁阀线束，测电磁阀线圈电阻应为14～30ω。③检查vtec电磁阀与电脑之间的接线。

④起动发动机，当工作温度正常时，检查发动机转速分别为1000r/min、2000 r/min和4000 r/min时的机油压力。

⑤用换件法检查电脑是否有故障。

四、巡航控制系统及电控节气门系统

（一）巡航控制系统

1．巡航控制系统的功能（1）匀速控制功能 北京城市学院

《发动机电控技术》 教学教案 第11页 总18页

（1）在天气恶劣条件下不要使用。

（2）在解除巡航控制模式后，应关闭巡航控制系统的控制开关。（3）在坡道较大或较多的道路上行驶时不要使用。（4）若巡航指示灯闪亮时，说明有故障，请勿使用。

《发动机电控技术》 教学教案 第12页 总18页

（二）电控节气门系统

2．电控节气门系统结构与工作原理

结构如图所示，为ls400轿车节气门电控系统。

电控节气门系统

发生故障时，系统自动停止工作，指示灯“check enging”亮，调取故障码，并按故障提示诊断和排除故障。

五、废气涡轮增压控制

（一）增压控制系统功能

《发动机电控技术》 教学教案 第13页 总18页

（二）废气涡轮增压原理

当ecu检测到进气压力在0.098mpa以下时，受ecu控制的释压电磁阀的搭铁回路断开，释压电磁阀关闭。此时涡轮增压器出口引入的压力空气，经释压阀进入驱动空气室，克服气室弹簧的压力推动切换阀将废气进入涡轮室的通道打开，同时将排气旁通道口关闭，此时废气流经涡轮室使增压器工作。当ecu检测到的进气压力高于0.098mpa时，ecu将释压电磁阀的搭铁回路接通，释压电磁阀打开，通往驱动器室的压力空气被切断，在气室弹簧弹力的作用下，驱动切换阀，关闭进入涡轮室的通道，同时将排气旁通道口打开，废气不经涡轮室直接排出，增压器停止工作，进气压力下降，只到进气压力降至规定的压力时，ecu又将释压阀关闭，切换阀又将进入涡轮室的通道口打开，废气涡轮增压器又开始工作。

废气涡轮增压原理图

《发动机电控技术》 教学教案 第14页 总18页

第十七讲

第四章 汽油机辅助控制系统(4/4)

【巩固上讲内容】 汽油机进气控制系统及检修

【教学目的与要求】 掌握故障码的读取与清除和失效保护功能

【课时分布】 巩固上讲内容 5分钟

【作 业】如何读取丰田车系的故障码？ 【教学内容】

1．通过自诊断测试判断电控系有无故障，有故障时，指示灯发出警报，并将故障码存储。2．在维修时，通过一定操作程序可将故障码调出，进行有针对性的检查。3．当传感器或其电路发生故障时，自动起动失效保护功能。

4．当发生故障导致车辆无法行驶时，自动起动应急备用系统，以保证汽车可以继续行驶。

二、自诊断系统工作原理

1、传感器的故障自诊断

《发动机电控技术》 教学教案 第15页 总18页

常工作时，其输出电压信号在 0.1~4.8v范围内变化。如果水温传感器输出电压低于0.1v（相当于水温高于139℃）或高于4.8v（相当于水温低于-50℃）时，ecu即判断为故障信号，并将设定的故障并存入存储器内.发动机工作中，如果偶然出现一次不正常信号，ecu自诊断不会判断为故障。只有当不正常信号持续一定时间或多次出现时，ecu才能判定为故障。如发动机转速在1000r/min时，转速信号（ne信号）丢失3～4个脉冲信号，ecu不会判定为转速信号故障，“检查发动机”警示灯也不会亮，转速信号的故障码也不会存入存储器内。

对执行器的故障进行诊断，一般需增加专用电路来监测。丰田汽车电子控制点火系统中点火器（有的车型将点火器与ecu做成一件）的故障自诊断电路中，其中igt为点火信号，igf为点火监控信号。当点火电路中控制点火线圈一次线圈通断的功率三极管不能正常工作时，点火监控电路就不能得到功率三极管正常工作（不断地交替导通和截止）的信号，它就不能把点火监控信号igf反馈给ecu。ecu只要收不到该反馈信号，就判定点火系统发生故障。与此同时，ecu立即切断喷油脉冲信号，使喷油器停止喷射燃油。

如果由于某种原因，偶尔出现一次不正常信号，如上所述，ecu并不会判定为故障。一般，需点火器6次没有点火监控信号反馈给ecu，才判定点火系统发生故障。

3、配线电路的故障自诊断

故障信号的出现不只是与传感器或执行本身发生故障有关，而且还与相应的配线电路故障有关。当水温传感器与ecu间的配线开路时，其输出的电压信号就会高于4.8v，ecu也会判定为水温传感器故障。同理，当水温传感器与ecu之间的配线短路搭铁时，其输出的电压信号就会低于0.1v，ecu也会判定为水温传感器发生故障。

三、自诊断形式

1）连续诊断方式。在车辆正常运行工况，ecu自动地、连续地执行此方式的自诊断流程。2）koeo方式（key on，engine off），即打开点火开关，但不起发动机的方式。此时，ecu需要由电控系统的诊断接口收到相应的命令后才会进入此方式的自诊断流程。

3）er方式（engine running），即打开点火开关并起动发动机的方式。此时，ecu也需要由诊断接口收到相应的命令都会进入此方式的自诊断流程。

《发动机电控技术》 教学教案 第16页 总18页

四、第二代随车诊断系统obd—ⅱ简介

1）按照sae标准，提供统一的16脚诊断座，安装于驾驶室仪表板下方。

如图：

2）obd—ⅱ诊断模式采用高效率的明码编码方式以及压缩数据包方式传递信息，读取和消除故障码可在瞬间利用仪器完成。

3）obd—ⅱ诊断座仍保留了通过跨接诊断的引脚从故障指示灯或led灯、电压表上读取故障码的功能。

4）obd—ⅱ资料传输线有两个标准：①iso—k和iso—l国际统一标准7#、15#脚；②sae—j1850美国统一标准2#、10#脚。

5）各种车辆相同故障码代号及故障码意义统一。obd—ⅱ故障码由5个字组成。6）具有行车记录功能，能记录车辆行驶过程的有关数据资料。7）具有重新显示记忆故障功能，由仪器直接消除故障码功能。

五、故障码的读取和消除方法

（一）故障信息的显示方法大致有以下几种：

1）由“检查发动机”（check engine）警示灯闪烁故障码，或由ecu上的指示灯指示。2）在组合仪表的信息显示屏上出现故障码。

3）通过诊断座上的故障诊断输出端子输出故障信息资料，并跨接显示灯闪烁读出故障码，或跨接检测仪器如百分率表、闭角表、电脑检测仪等直接读取故障信息资料。

《发动机电控技术》 教学教案 第17页 总18页

（4）奔驰车系 无法由obd—ⅱ诊断座利用跨接试灯方式读取故障码，但可由38针诊断座中第4孔读取hfm发动机电脑故障码，或由38针诊断座第19#孔读取dm电脑故障码。

（5）沃尔沃车系 在obd—ⅱ诊断座3#孔与16#跨孔之间接上跨接灯（由一个led灯和330电阻串联组成），同时3#孔搭铁5s，读出发动机系统故障码。

（6）丰田车系 将obd—ⅱ16针诊断座5#与6#跨接或将te1与e1端子跨接，由仪表板上“check engine”灯闪烁读出。

（7）三菱车系 三菱车系可由obd—ⅱ诊断座中读出下列5个系统的故障码：发动机故障码读取可将obd—ⅱ诊断座1#端子搭铁，由“check engine”灯闪烁显示。自动变速器故障码可用显示灯跨接obd—ⅱ诊断座的6#、4#端子，由跨接灯闪烁读出。abs故障参政可用显示灯跨接obd—ⅱ诊断座的8#、4#端子，由跨接灯闪烁读出。srs故障码可用显示灯跨接obd—ⅱ诊断座的12#、4#端子，由跨接灯闪烁读出。定速故障码可用显示灯跨接obd—ⅱ诊断座13#、4#端子，由跨接灯闪烁读出。

（二）故障码的清除

1、用故障诊断仪清除故障码。

2、把汽车蓄电池负极电缆或通往发动机电控系统的电源线或熔丝拔掉约30s清除掉ecu中存储的故障代码。

注意：使用拔掉蓄电池负极电缆的方法清除故障码，将会使汽车上石英钟和音响等装置内存中的内容一起清除掉。

在清除故障码后，应起动发动机，看“check engine”灯是否又闪亮。若又闪亮，说明系统仍存在故障，需进一步诊断。

§4-4失效保护和备用系统一、失效保护系统

失效保护功能主要有：

1）空气流量计或进气压力传感器断路或短路时，ecu按节气门位置传感器的信号，以三种固定的喷油量控制喷油。当节气门位置传感器内的怠速开关闭合时，以固定的怠速喷油量喷油；当怠速开关断开而节气门尚未全开时，以固定的小负荷喷油量喷油；当节气门开开或接近全开时，以固定的大负荷喷油量喷油。

2）水温传感器断路或短路时，ecu按水温为80℃的状态控制喷油。3）进气温度传感器断路或短路时，ecu按进气温度为20℃的状态控制喷油。

《发动机电控技术》 教学教案 第18页 总18页 转值（标准值），通常按节气门开度为0或25值控制发动机工作。

5）大气压力传感器断路或短路时，ecu按101.13kpa控制喷油或进入备用系统工作状态。6）氧传感器输出电压保持不变或变化过于缓慢进，ecu将取消反馈控制，并以开环控制方式控制喷油。

7）曲轴位置传感器（g1和g2）信号电路故障。由于g信号用于识别气缸和确定曲轴基准角，当出现开路或短路时，发动机无法控制，将造成发动机不能起动或失速。如果仍能收到g1或g2信号，则曲轴在基准角还能由保留的g信号判别。

8）点火确认信号故障。如果点火系统中产生故障造成不能点火，ecu检测不到由点火控制器返回的点火认定信号。此时，ecu安全保险功能立即停止燃油喷射，以防止大量燃油进入气缸而不能点火工作。

9）爆震传感器（knk）信号或爆震控制系统故障。当爆震传感器信号电路开路或短路，或ecu内爆震控制系统出现故障，无论是否产生爆震，点火提前角控制将无法由爆震控制系统控制执行，这将导致发动机损坏，此时安全保险功能将点火提前角固定在一适当值。

二、备用系统

当电控系统发生某些故障时，将无法控制发动机运转，此时ecu中的备用系统会接通备用集成电路（ic）。用固定的信号控制燃油喷射和点火正时，控制发动机进入强制运转，使发动机仍能维持运转，以便驾驶员能将车辆开到修理厂进行检修。

当遇到下列情况之一时，ecu自动接至备用系统工作状态： 1）微处理器停止输出点火正时控制信号（igt）时。

4）当ecu中的中央微处理器（cpu）、输入/输出（i/o）接口和存储器发生故障时。

汽车发动机动力不足故障诊断与维修篇三

摘 要：发动机是汽车最重要的结构构件，也是促进汽车正常运行的重要动力，然而发动机在实际运行的过程中极易由于各方面因素而出现一些严重的故障，这样非常不利于我国汽车行业的健康发展，为此非常有必要采用科学、有效的维修措施，才可以确保发动机能够正常、安全运行。本文主要介绍了几种常见的汽车发动机故障类型，并且分析了有效的维修措施。

目前，汽车已经成为我们生活中重要的工具，当前科学技术不断取得突破，将先进的科学技术应用到汽车发动机检测技术之中，提高检测技术的质量，满足人们日益提高的要求，做好发动机检测工作，全面促进汽车行业的发展。

发动机是汽车非常重要的一个构成要件，是汽车启动以及实际运行的重要动力装置，汽车发动机最完美的一种状态就是能够始终处于一种高效运转状态，而且在制动的过程中可以将回收能量存储起来。但是随着汽车使用年限的不断增加，加上外部环境的影响经常会导致汽车发动机或多或少的出现故障，可能是某个零件损坏，电子元件失效又或者间隙松旷，这些原因都有可能会导致发动机无法正常启动，甚至会出现增加油耗、异常噪音又或者排放劣化等诸多问题，为此一定要及时采取相应的维修措施，保证汽车的安全行驶。

1.2发动机出现异常响声

发动机一般会发出恶性响声、良性响声以及正常响声等几种类型。如果发动机的某个系统或者机构故障，极易导致发动机出现异响。比如，连杆轴承或者曲轴松旷、机油严重欠缺、发动机太热、太早点火或者汽缸垫烧穿等各方面都有可能会导致发动机出现不同声响。出现这种响声很可能会导致发动机出现机械损失，进而缩短发动机使用寿命。

1.3排氣管放炮故障

排气管出现放炮故障主要是因为少数缸不工作、太晚点火、没有完全燃烧混合气或者混合气太稀或者太浓等多方面原因导致的。混合气在排气管中继续燃烧进而导致排气管放炮出现故障，长时间如此的话一方面会使汽车耗油量增加，同时会明显缩短汽车使用寿命。

1.4发动机缺缸

汽车较为常见的一种故障就是发动机缺缸，假如一台发动机的机械状况良好、点火能量也比较充足，并且空燃比比较正常的情况下，可能不会出现缺缸现象。假如上述三个方面中任何一方面出现问题，燃油品质不佳，点火模块、火花塞、电控单元、排气系统以及喷油器等出现故障，发动机真空泄露或者燃油压力不正常的话，都可能会导致某个缸或者多个缸都无法工作，进而出现排放超标、动力不足或者怠速抖动等问题。

发动机怠速故障成因复杂，诊断发动机怠速不稳的故障，应先对汽车出现故障的情况有一定程度了解。对出现故障的相关因素进行合理分析，查找故障的所在部位时应结合故障的相关因素排除问题。在诊断同时，应对车主的用车习惯、车辆行驶里程、维修记录、怠速不稳首次发生时间和故障期间发动机温度等相关信息进行了解和掌握。某汽车在出现怠速不稳故障时伴有警告灯发亮，根据以往经验可判断电控系统异常。发生异常以后，要立即安全靠边，码放三角警示牌，关闭发动机进行检查，找到发动机故障位置，然后分析判断是点火系统故障还是气缸故障。将发动机的点火系统接于汽车电池上，判断汽车发动机的风扇是否正常运转。如果发动机的风扇运转不正常，那么就要立即修理风扇。如果风扇能正常运转，汽车的气缸可能是出现故障的地方。

2.2传感器故障的诊断与维修

对汽车传感器检测过程中，若汽车自我诊断系统出现问题或无法进行有效检测时，便可采用汽车发动机故障保险检测技术进行相关检测工作，其将能发挥良好的检测价值。故障保险检测技术的检测原理是故障保险检测装置能够加以取代汽车原先程序设定将故障发生时所产生的非正常信号，从而直接控制汽车，进而能有效检测汽车电控发动机。对于汽车发动机而言，其主要是根据计算机技术中的编程技术对故障保险检测装置进行相关的执行操作，一旦系统中的重要传感器发生故障或出现问题，检测装置便可将计算机控制功能引入到故障系统中，不仅能直接控制和操作汽车，必要时还可取代计算机工作。另外，在发动机检测系统中，故障保险检测装置还属于重要的集成电路模块，其检测和控制汽车发动机运行情况，主要依赖于汽车发动机的启动信号和始动状态信号支持，并且其还能有效实现计算机的检测功能，多项检测技术相互配合，才能保证汽车发动机安全稳定的运行。

在汽车运行期间，发动机若突然出现温度过高的情况，通常是散热盖或者节温器所导致的，在出现该故障时，可从两方面进行检查。一是在汽车行进期间出现发热现象，多是由于节温器的问题所导致的，可能是由于节温器阀门卡在散热管进水管中，使得冷却液循环受到影响，从而导致发动机表现出开锅情况。针对该情况必须立即停止行进，对冷却系统温度进行检查，若排除了存储冷却液、冷却系统问题，那么只需要将节温器进行拆除，了解其情况即可。二是发动机的温度相对较高，但其散热器的温度却与之形成反差，即表明散热盖故障，简单来说就是水泵轴与叶轮发生了故障，从而使得冷却水循环无法有效运转，进而导致发动机无法得到保护。针对该情况，只需要对冷却系统是否存在漏水问题进行检查。

3结论

综上所述，发动机其检测诊断技术的有效性和实用性是保证汽车安全运行的重要条件，并且对于提高汽车的性能指标也具有重要的帮助。维修人员应该意识到汽车检测技术对于发动机运行的重要性，提升自身的技术水平与操作能力，全面提高检测的准确性，促进汽车行业的发展。

参考文献